Как и когда появились ловушки для пыльцы? Этот вопрос наверняка интересует всех, кто следит за пыльцевым мониторингом в надежде избежать поллиноза. Между тем и сами ловушки, и мониторинг – часть большой науки, которая называется аэробиология. Как она зародилась и что изучает?
Когда персидский врач и философ Х века Абу Бакр Мухаммад ибн Закария Ар-Рази подробно описал симптомы поллиноза в своем сочинении «Диссертация о причинах острого ринита, случающегося весной, когда розы испускают свой аромат», он и помыслить не мог, что виной всему – пыльца. Английский врач Джон Босток, сообщивший о сенной лихорадке в 1819 году, был уверен, что болезнь вызвана сеном. И только британец Чарльз Блэкли, который сам страдал поллинозом, доказал связь весенне-летних аллергических реакций с циркулирующей в воздухе пыльцой, изложив свои наблюдения в книге «Экспериментальные исследования природы и причин летнего катара», вышедшей в 1873 году.
Ему впервые удалось показать связь между количеством пыльцы и интенсивностью симптомов аллергии. С 1866 году Блэкли регулярно составлял календарь пыления для Манчестера – для этого он создал собственный образец пыльцевой ловушки.
В это же время в США врач Моррилл Вайман, тоже страдавший от поллиноза, описал «осенний катар», мучивший аллергиков в августе-сентябре, и связал болезнь с цветением амброзии. Стоит упомянуть также американца Элайаса Марша, составившего первый календарь пыления амброзии для американского города Паттерсона в штате Нью-Джерси.
Одновременно разрабатывались приборы для пыльцевого мониторинга, в том числе аэроскопы Мэддокса (1870), Каннингема (1873) и Микеля (1878). Во Франции около 1884 года создали аэроскоп, улавливавший бактерии и споры плесневых грибов. Существовал даже электрический вакуумный насос, придуманный итальянским биохимиком Флорентином Джорджо Ростером.
Таковы были первые шаги аэробиологии – науки, изучающей циркулирующие в атмосфере частицы биологического происхождения.
Термин «аэробиология» был впервые предложен в 1930-е годы, но ее рождение как отдельной научной дисциплины произошло на Первом международном конгрессе по экологии в Гааге в 1974 году. Современная аэробиология – это междисциплинарные экспериментальные исследования, объединяющие усилия ботаников, палинологов, микологов, агрономов, микробиологов, метеорологов, аллергологов и экологов.
Ловушки…
Чтобы проводить мониторинг, требовался особый прибор. Между тем вплоть до 1940-х годов большинство ловушек представляли собой стеклышко, смазанное глицерином и прикрепленное бельевой прищепкой к деревянной опоре; часто сей незамысловатый прибор был покрыт чем-то вроде крыши, защищавшей его от дождя. Такие ловушки были широко распространены главным образом из-за дешевизны; зато, глядя на них, ученые попытались создать недорогое, но более надежное устройство.
В 1946 году свой гравиметрический пыльцеуловитель представил О.К. Дюрам: осаждение циркулирующих в воздухе частиц происходит в нем под действием силы тяжести. Частицы «приклеиваются» к липким стеклам, которые в дальнейшем анализируют под световым микроскопом. Такая ловушка позволяет понять, в какие сроки происходит цветение тех или иных растений, и оценить качественный состав воздушного пыльцевого спектра, однако с его помощью невозможно определить, из какого объема воздуха набралось столько частиц.
В 1952 году ловушку собственной конструкции начал использовать английский исследователь Джим Хирст. В ней работала помпа, создавая поток воздуха. Такая ловушка получила название волюметрической (от англ.: volume – объем): она позволяла определить концентрацию частиц в единице объема воздуха.
Пыльцевая ловушка Хирста стала прототипом современных установок, разработанных фирмами Burkard и Lanzoni, на которых в настоящее время работают большинство станций аэробиологического мониторинга в мире.
…и сети
Первую национальную сеть пыльцевого мониторинга в США начал создавать в 1928 году О.К. Дюрам. Уже через несколько лет она насчитывала 50 станций по всей стране и отслеживала пыльцу всех аллергенных растений. Вскоре станции американской сети появились в Канаде, Мексике и на Кубе. К середине 1970-х годов национальная система пыльцевого мониторинга была создана в большинстве европейских стран.
Лавинообразный рост числа станций мониторинга во второй половине XX века связан в первую очередь с увеличением числа людей, страдающих аллергией. В настоящий момент с поллинозом сталкивается около 20% населения Европы. Большинство больных – жители крупных городов в странах с высоким уровнем развития экономики. Аэробиология служит прежде всего их интересам.
Аэробиология в России
СССР тоже не оставался в стороне. В 1970-е годы известный советский врач, действительный член Академии медицинских наук Андрей Дмитриевич Адо инициировал аэробиологические исследования в разных регионах страны. Правда, до 1990-х годов они велись гравиметрическим методом, что затрудняло сопоставление результатов из разных точек наблюдений и не давало возможности рассчитать абсолютное содержание пыльцы в атмосфере.
Первые волюметрические ловушки появились в России в 1992 году. Их предоставила в аренду Московскому государственному университету имени М.В. Ломоносова и Ботаническому институту имени В.Л. Комарова (Санкт-Петербург) лаборатория палинологии Музея естественной истории Швеции, которой в то время руководил профессор Сиверт Нильссон, один из основателей общеевропейской сети станций аэробиологического мониторинга. Станция в Санкт-Петербурге вскоре прекратила свою работу, а московская до сих пор продолжает «ловить пыльцу». Как и прибор, в дальнейшем подаренный МГУ.
До начала 2000-х годов пыльцевой мониторинг был, скорее, научной, а не практической задачей. Необходимо было понять, пыльца каких растений циркулирует в атмосфере, каковы особенности межсезонной, сезонной и суточной ритмики пыления, как ход кривых пыления связан с метеорологическими условиями. Только в 2001 году мониторинг стал ежедневным, а его результаты начали выкладывать в интернете. Это стало возможным благодаря совместному проекту МГУ, Российской ассоциации аллергологов и клинических иммунологов и фармакологической компании Nycomed (с 2011 года – Takeda).
К концу 2014 года в стране действовало более 15 ловушек. Сейчас в России работают станции мониторинга в Москве, Санкт-Петербурге, Рязани и Перми, данные мониторинга публикуются на сайте allergotop.com. Все станции следуют единой международной методике, что позволяет легко сопоставлять данные. Российские станции мониторинга входят в состав общеевропейской сети, охватывающей более 500 точек наблюдения.
Современная аэробиология не ограничивается рутинным мониторингом. На основании многолетних данных разрабатываются модели пыления растений, позволяющие прогнозировать интенсивность и временные характеристики процесса. Исследуется взаимосвязь между глобальными изменениями климата и реакцией растений, анализируется влияние крупных мегаполисов на особенности пыления и аллергенные свойства пыльцы. Впрочем, для аллергиков важнее всего именно мониторинг.
Елена Северова,
директор по науке проекта «Аллерготоп»,
кандидат биологических наук.
Елена Северова,
директор по науке проекта «Аллерготоп», кандидат биологических наук.
